Java IO基本介绍

目录

I/O模型

BIO、NIO、AIO适用场景

BIO编程简单流程

Java NIO基本介绍

NIO 和 BIO 的比较

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I/O模型

Java共支持3中网络编程模型I/O模式：

• BIO（同步阻塞）：服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情就会造成不必要的线程开销；

 

• NIO（同步非阻塞）：服务器实现模式为一个线程处理多个请求（连接），即客户端发送的连接请求都会注入到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求就进行处理；

• AIO（异步非阻塞）：AIO 引入异步通道的概念，采用了 Proactor 模式，简 化了程序编写，有效的请求才启动线程，它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程

BIO、NIO、AIO适用场景

• BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高， 并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序简单易理解。
• NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，弹幕系统，服务器间通讯等。编程比较复杂，JDK1.4开始支持。
• AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

BIO编程简单流程

1. 服务器端启动一个ServerSocket
2. 客户端启动Socket对服务器进行通信，默认情况下服务器端需要对每个客户建立一个线程与之通讯
3. 客户端发出请求后, 先咨询服务器是否有线程响应，如果没有则会等待，或者被拒绝
4. 如果有响应，客户端线程会等待请求结束后，在继续执行

package com.lcb.bio;


import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 *
 */
public class BIOServer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //线程池机制

        //1创建一个线程池
        //2、有客户端连接，就创建一个线程池  与之通讯
        ExecutorService newCachedThreadPool= Executors.newCachedThreadPool();

        //创建ServerSocket
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(6666);

        System.out.println("服务器端启动了");

        while (true){
            //监听 等待客户端连接
            final Socket socket=serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到一个客户端");

            newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    //可以和客户带通讯

                    handler(socket);
                }
            });
        }

    }


    //编写一个hander方法 和客户端tongxun
    public static void handler(Socket socket){
        byte[] bytes = new byte[1024];

        //通过Socket获取输入流
        try {
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();

            //循环读取客户端发送的数据
            while (true){
                int read = inputStream.read(bytes);
                if(read!=-1){
                    System.out.println(new String(bytes,0,read));
                }else {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("关闭与客户端的连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

Java NIO基本介绍

1. Java NIO 全称 java non-blocking IO，是指 JDK 提供的新 API。从 JDK1.4 开始，Java 提供了一系列改进的输入/输出 的新特性，被统称为 NIO(即 New IO)，是同步非阻塞的；
2. NIO 相关类都被放在 java.nio 包及子包下，并且对原 java.io 包中的很多类进行改写；
3. NIO 有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector(选择器）；
4. NIO是 面向缓冲区 ，或者面向块编程的。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动，这就增加了处理过程中的灵活性，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络；
5. Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。

NIO 和 BIO 的比较

• BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据,块 I/O 的效率比流 I/O 高很多
• BIO 是阻塞的，NIO 则是非阻塞
• BIO基于字节流和字符流进行操作，而 NIO 基于 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。 Selector(选择器)用于监听多个通道的事件（比如：连接请求，数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道。